高中化学苏教版（2019）-试题列表-第45页

1、钒酸铋(

{BiVO}_{4}

)是一种新型环保颜料，同时在催化剂和电池等领域也有着重要应用。某实验组欲利用

Bi {({NO}_{3})}_{3}

和

{NH}_{4} {VO}_{3}

(偏钒酸铵)制备

{BiVO}_{4}

晶体，并测定其纯度。

已知： ${BiVO}_{4}$ 是黄色晶体，难溶于水和乙醇； $+ 5$ 价钒在不同pH溶液中存在不同形态。实验步骤如下：

Ⅰ． ${NH}_{4} {VO}_{3}$ 溶液的配制

称取一定量 ${NH}_{4} {VO}_{3}$ ，加入 $15 mL 2 mol \cdot L^{- 1} NaOH$ 溶液中，加热溶解完全后，再加水稀释得到 $1.0 mol \cdot L^{- 1} {NH}_{4} {VO}_{3}$ 溶液30 mL。

Ⅱ． ${BiVO}_{4}$ 的制备(反应装置如图1，夹持装置已略)

取25 mL步骤Ⅰ中制得 ${NH}_{4} {VO}_{3}$ 溶液于250 mL三颈烧瓶中，先加入 $20 mL 1.0 mol \cdot L^{- 1} Bi {({NO}_{3})}_{3}$ 溶液，再加入 $2 mL 1 %$ (质量分数)十二烷基苯磺酸钠(DBS为结构导向辅助剂)溶液混合均匀。在磁力搅拌并水浴加热的同时，快速加入 $5 mL 6 mol \cdot L^{- 1} NaOH$ 溶液，再滴加 $2 mol \cdot L^{- 1} NaOH$ 溶液至pH为6，控制温度约363 K并保温1小时至 ${Bi}^{3 +}$ 沉淀完全。

将反应混合液冷却、抽滤，用大量蒸馏水洗涤沉淀，再用 $10 mL 95 %$ 乙醇洗涤两次。最后放入378 K的烘箱中烘干，得到产品2.4 g。

回答下列问题：

(1)、基态V原子价层电子轨道表示式为，

{VO}_{4}^{3 -}

与

{PO}_{4}^{3 -}

有相似空间结构，则

{VO}_{4}^{3 -}

中V原子的杂化轨道类型为。

(2)、图1中仪器a的名称是，装置B烧杯中液体为。

(3)、步骤Ⅰ中由

{NH}_{4} {VO}_{3}

反应生成

{BiVO}_{4}

的离子方程式为。

(4)、步骤Ⅱ中两次加入的NaOH溶液浓度不同的原因是。

(5)、步骤Ⅱ中用蒸馏水洗涤沉淀的具体操作。

(6)、计算实验中

{BiVO}_{4}

产率为%(保留小数点后一位)。

(7)、储能容量大，使用寿命长的液流电池是电化学储能领域的研究热点。其中以石墨为电极，

{VO}_{2}^{+}

、

{VO}^{2 +}

、

V^{2 +}

和

V^{3 +}

为主要电解液阳离子的钒液流电池最为常见。该电池充电时的工作原理示意图如图2，其中电子迁移方向为电极(填“A到B”或“B到A”)，电极A的电极反应式为。

选项	实验操作	实验目的
A	将粗铜和纯铜分别接直流电源的负、正极，平行插入 ${CuSO}_{4}$ 溶液中	电解精炼铜
B	在 $3 mL 0.1 mol \cdot L^{- 1} {KMnO}_{4}$ 酸性溶液中逐滴加入 $0.1 mol \cdot L^{- 1} {FeCl}_{2}$ 溶液，观察溶液颜色变化	探究 ${Fe}^{2 +}$ 的还原性
C	常温下，向 $2 mL 0.1 mol \cdot L^{- 1} K_{2} {Cr}_{2} O_{7}$ 溶液中加入8滴 $6 mol \cdot L^{- 1} NaOH$ 溶液	探究浓度对化学平衡的影响 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -} (橙色) + H_{2} O$ ⇌ $2 {CrO}_{4}^{2 -} (黄色) + 2 H^{+}$
D	向ZnS悬浊液中加入 ${CuSO}_{4}$ 溶液，观察沉淀颜色变化(已知ZnS沉淀为白色，CuS沉淀为黑色)	探究 $K_{sp} (ZnS)$ 和 $K_{sp} (CuS)$ 大小


A.实验室制备 ${NH}_{3}$	B.除去 ${Cl}_{2}$ 中 $H_{2} O$

C.NO收集和尾气处理	D.验证 ${SO}_{2}$ 还原性

A．配制一定物质的量浓度溶液	B．制备蒸馏水

C．氧化还原滴定	D．中和反应反应热的测定

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